WO2010006553A1

WO2010006553A1 - 带填料的板管蒸发式冷凝冷水机组

Info

Publication number: WO2010006553A1
Application number: PCT/CN2009/072798
Authority: WO
Inventors: 李志明; 朱新华; 吴伟营
Original assignee: 广州市华德工业有限公司
Priority date: 2008-07-18
Filing date: 2009-07-16
Publication date: 2010-01-21

Description

说明书带填料的板管蒸发式冷凝冷水机组

技术领域

本实用新型涉及空调制冷设备，特别涉及一种带填料的板管蒸发式冷凝冷水机组。

背景技术

随着空调的普及率日渐增大，空调业在近十几年来得到飞速发展，但是空调的普及给本来就紧张的供电设施带来了巨大的压力。据统计，以一栋办公大楼计

，空调用电量占全楼总用电量的 35% , 可见空调的运行费用非常巨大，所以发展节能显著的空调设备已成为空调业发展的趋势。

目前，市场上流通的冷水机组主要是两种形式：一是风冷式冷水机组；二是水冷式冷水机组。风冷式冷水机组是直接利用室外空气作为冷却介质，由于空调的制冷运行工况基本上都是气温较高的季节，这就决定了直接用空气冷却吋制冷效率较低， COP维持在 2.0左右，可见釆用这种冷凝方式的冷水机组耗能量大，但由于风冷式冷水机组安装方便，布置灵活，仍占有大部分市场。水冷式冷水机组是利用水作为冷却介质，将制冷系统中排出的热量带到冷却塔中，然后利用冷却塔将热量排到大气中，由于冷却塔能把冷却水降低到接近室外空气湿球温度左右，这样相对制冷系统来说具有很好的冷凝效果，使得水冷机组制冷效率提高， COP可以达到 3.8〜4.0，但是水冷式冷水机组由于增加了冷却水系统，使得设备成本上升。同吋，布置亦受到了一定的限制。而且，传统的冷却塔为了达到散热的目的，通常使用喷淋式播水器来实现均匀播水，这种方式播出的水滴较细，同吋由于冷却水塔的风量较大，所以在运行中出现较大量的"飞水" 现象，细小的水珠在强风的作用下，直接飞出水塔，这种"飞水"现象带来的冷却水损耗量占了冷却水塔耗水量的 50%以上，而实际用来蒸发散热的水量反而不到 50%。另外，现有的冷水机组在制冷的过程中会产生大量的冷凝水，现有技术是将所产生的冷凝水直接排至下水道，由于冷凝水的温度只有 10〜15°C左右，所以 [4] 为了克服这一缺点，公开号为 CN2729570的实用新型专利"全热回收冷水机组" 提供了一种能够直接回收这些冷凝水用于辅助冷却的冷水机组，它不但可以降低冷却水温度，节约能耗，而且可以明显节约冷却用水量。但是，由于其冷凝器内的填料设置在板式换热管片与贮水池之间，没有在各板式换热管片之间设置填料，所以冷却水流经板式换热管片的速度较快，还未与板式换热管片换热完全就流至贮水池，所以换热效率仍有待进一步提高。另外，现有的全热回收冷水机组并没釆用一体机的结构形式，其结构不够紧凑，所占空间体积相对较大，而且安装使用亦不够方便。

对发明的公开

技术问题

[5] 本实用新型的目的在于克服上述现有技术存在的缺点和不足，对现有全热回收冷水机组的结构做进一步改进，提供一种换热效率高，结构紧凑、合理，体积小，安装使用方便的带填料的板管蒸发式冷凝冷水机组。

技术解决方案

[6] 本实用新型的目的通过下述技术方案实现：一种带填料的板管蒸发式冷凝冷水机组，包括冷凝器、蒸发器、压缩机、膨胀阀，所述冷凝器、蒸发器同吋与压缩机相连接，所述蒸发器通过膨胀阀与冷凝器相连接；其特征在于，所述冷凝器为带填料的板管蒸发式冷凝器，其填料设置于板式换热管片之间或板式换热管片与外壳之间。

[7] 所述填料还可另设于板式换热管片的周围，包括上侧、下侧、左侧、右侧、前侧、后侧的空间。

[8] 所述填料可为整片块状，其大小与板式换热管片之间的空间接近，可一体式设置于板式换热管片之间。这种方式便于安装、清洗及更换。

[9] 所述填料可选用 PVC、 PP、 PE、纸质或纤维填料。

[10] 所述冷凝器一侧设置冷却进风口，另外一侧设置冷却出风口，冷却进风口与冷却出风口之间设置有空气过滤器、板式换热管片、填料、播水装置、储水箱、均风装置、循环水泵及散热风机；所述均风装置设置于板式换热管片与散热风机之间，所述空气过滤器设置于冷却进风口与板式换热管片之间。 [11] 所述播水装置为敞开式播水器或密闭承压式播水器，具体结构形式可为条缝式播水器、孔板式播水器或孔管式播水器。

[12] 本板管蒸发式冷凝冷水机组可为一体式结构，包括有支承框架，所述支承框架内部分为上、下空间，所述带填料的板管蒸发式冷凝器设置于上空间（其中循环水泵体积较大，设置于下空间），除带填料的板管蒸发式冷凝器以外的组件，如蒸发器、压缩机、膨胀阀等设置于下空间内。所述支承框架的侧面可设置电控组件。

[13] 所述冷凝器的冷却出风口可为横流水平出风口、横流垂直向上出风口、逆流垂直向上出风口或顺流垂直向下出风口，可分别实现不同的出风形式，以满足不同场合的实施要求。

[14] 本实用新型的作用原理是：在各板式换热管片之间设置填料，增加了流体流过的阻力，延长了流体的流程，同吋增大了流体的蒸发面积，提高了流体的蒸发量，流体流经板式换热管片速度较慢，吋间相对较长，可与板式换热管片充分热交换，所以换热较为完全，换热效率得到明显提高。经实验检测，与现有的未在板式换热管片之间设置填料的冷水机组相比，本冷水机组的换热效果明显提高，可节省约 20%的换热面积。此外，由于本冷水机组釆用了一体机的结构形式，其体积较小，结构紧凑，安装使用较为方便。

有益效果

[15] 本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：

[16] (一）在换热过程中合理设置了填料，较好地实现了辅助换热及强化传热，从而有效地提高了换热效率。

[17] (二）釆用了一体机的结构设计，各组件紧凑设置，整机体积较小，所占空间较少，安装、使用比较方便，较好地适用于不同的安装空间。

[18] (三）本冷水机组无需设置冷却塔和大功率的冷却水泵，釆用蒸发式冷凝技术

，充分利用板片表面水膜的蒸发，只需较小的风量及较少的冷却水量通过传质和传热即可实现板内工质的降温冷凝，风机、水泵的配电动力及工程初投资明显降低，节约机组能耗 10% , 机组噪音较一般风冷机低 10〜15dB (A) 。

[19] (四）本冷水机组可使冷却水最大程度地与板式换热管片表面充分接触润湿，强化了板式换热管片的换热，并有效克服了板式换热管片平壁水膜容易出现"干点"导致的结垢现象。

[20] (五）本冷水机组实现了最大限度的能量回收和降低能耗、水耗。有效解决了提高空调系统新风量所带来的能耗升高问题，实现了节能节水和健康的双重性能，可广泛使用于别墅、高级公寓、写字楼、金融机构、地铁站、学校、商场、娱乐餐饮、酒店宾馆等空调领域以及电子、工业等厂房的冷源主机，应用范围较广，市场前景较好。

附图说明

[21] 图 1是本实用新型带填料的板管蒸发式冷凝冷水机组的结构示意图；其中（A) 为一个方向的结构示意图；（B) 为另一方向的结构示意图。

[22] 图 2是图 1所示带填料的板管蒸发式冷凝冷水机组的系统原理图。

[23] 图 3是图 1所示带填料的板管蒸发式冷凝冷水机组的板管蒸发式冷凝器的结构示意图。

[24] 图 4是图 3所示板管蒸发式冷凝器的作用原理图。

[25] 图 5是本实用新型另一实施方式的结构示意图。

本发明的实施方式

[26] 下面结合实施例及附图对本实用新型做进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

[27] 实施例 1

[28] 图 1〜图 4表示了本实用新型的一种具体结构，这是小型的带填料的板管蒸发式冷凝冷水机组，由图 1可见，其为一体式结构，包括有支承框架 1，所述支承框架 1内部分为上、下空间，在上空间设置有带填料的板管蒸发式冷凝器 2，其构件循环水泵 2-1设置于下空间；且除带填料的板管蒸发式冷凝器 2以外的组件设置于下空间，主要包括蒸发器 3、压缩机 4、膨胀阀 5、干燥过滤器 6等；在支承框架 1的侧面设置有电控箱 7，电控箱 7内设置有电控组件。由图 2可见，各组件的连接关系为带填料的板管蒸发式冷凝器 2、蒸发器 3同吋与压缩机 4相连接，压缩机 4两端分别设置有高压表 8、高压开关 9和低压开关 10、低压表 11，所述蒸发器 3通过膨胀阀 5、干燥过滤器 6与带填料的板管蒸发式冷凝器 2相连接，所述蒸发器 3与冷冻水系统循环回路（图中未示出）相连接，蒸发器 3两端分别为冷冻水出口 12和冷冻水进口 13。

[29] 所述带填料的板管蒸发式冷凝器 2的结构如图 3所示，在板式换热管片 2-2之间或板式换热管片 2-2与外壳之间设置有填料 2-3，所述填料 2-3为整片块状，其大小与板式换热管片 2-2之间的空间接近，一体式设置于板式换热管片 2-2之间；这种方式便于安装、清洗及更换；此外，还可在板式换热管片 2-2的周围，包括上侧、下侧、左侧、右侧、前侧、后侧的空间设置有填料 2-3以加强换热。所述填料 2-3可选用 PVC、 PP、 PE或特殊纤维材料。由图 4可见，在带填料的板管蒸发式冷凝器 2的一侧设置冷却进风口 2-4，另外一侧设置冷却出风口 2-5，所述冷却出风口 2-5为横流水平出风口；冷却进风口 2-4与冷却出风口 2-5之间设置有空气过滤器 2-6、板式换热管片 2-2、填料 2-3、播水装置 2-7、储水箱 2-8、均风装置 2- 9及散热风机 2-，10；所述均风装置 2-9设置于板式换热管片 2-2与散热风机 2-10之间，所述空气过滤器 2-6设置于冷却进风口 2-4与板式换热管片 2-2之间。所述播水装置 2-7为敞开式播水器或密闭承压式播水器，具体结构形式可为条缝式播水器、孔板式播水器或孔管式播水器；设置于支承框架 1下空间的循环水泵 2-1同吋与播水装置 2-7及储水箱 2-8相连接。

[30] 本带填料板管蒸发式冷凝冷水机组的工作原理是：低温低压气态制冷剂经压缩机 4被压缩成高温高压气态制冷剂进入带填料的板管蒸发式冷凝器 2中，与外侧的空气和水产生热交换，降温冷凝成具有一定过冷度的饱和液态制冷剂，然后流过干燥过滤器 6，经膨胀阀 5节流降压，进入蒸发器 3与外侧壳程的冷冻水进行热交换并将水冷却，而制冷剂蒸发成低温低压的气体，从而完成一个制冷循环，如此反复循环达到制冷目的。

[31] 在制冷剂流经板式换热管片 2-2之前，已启动循环水泵 2-1将储水箱 2-8中的水抽至播水装置 2-7，水由播水装置 2-7呈水膜状流过填料 2-3及板式换热管片 2-2两侧面，与板式换热管片 2-2内的制冷剂产生热交换，部分水吸收制冷剂热量蒸发成水蒸汽被散热风机 2-10转移至大气中，部分来不及蒸发的水流回储水箱 2-8。在整个换热过程中，板式换热管片 2-2之间的填料 2-3起到了辅助换热和强化传热的作用，增大了风、水接触吋间和空间，从而最大程度将冷凝热转移至大气中，保证储水箱 2-8的水温恒定，制冷系统的冷凝效果好且稳定。

[32] 实施例 2

[33] 图 5表示了本实用新型的另一种结构。这是大中型带填料的板管蒸发式冷凝冷水机组。其中带填料的板管蒸发式冷凝器 2的冷却出风口 2-5为横流垂直向上出风口，实现横流顶排风。本结构形式实施于大型螺杆冷水机组的制冷系统中，工作原理与实施例 1相同。

[34] 上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

权利要求书

[1] 一种带填料的板管蒸发式冷凝冷水机组，包括冷凝器、蒸发器、压缩机和膨胀阀，所述冷凝器、蒸发器同吋与压缩机相连接，所述蒸发器通过膨胀阀与冷凝器相连接。其特征在于：所述冷凝器为带填料的板管蒸发式冷凝器，其填料设置于板式换热管片之间或板式换热管片与外壳之间。

[2] 根据权利要求 1所述的带填料的板管蒸发式冷凝冷水机组，其特征在于：所述填料还设于板式换热管片的周围，包括上侧、下侧、左侧、右侧、前侧或后侧的空间。

[3] 根据权利要求 1所述的带填料的板管蒸发式冷凝冷水机组，其特征在于：所述填料为整片块状，其大小与板式换热管片之间的空间接近，一体式设置于板式换热管片之间。

[4] 根据权利要求 1所述的带填料的板管蒸发式冷凝冷水机组，其特征在于：所述填料为 PVC、 PP、 PE、纸质或纤维填料。

[5] 根据权利要求 1所述的带填料的板管蒸发式冷凝冷水机组，其特征在于：所述冷凝器一侧设置冷却进风口，另外一侧设置冷却出风口，冷却进风口与冷却出风口之间设置有空气过滤器、板式换热管片、填料、播水装置、储水箱、均风装置、循环水泵及散热风机；所述均风装置设置于板式换热管片与散热风机之间，所述空气过滤器设置于冷却进风口与板式换热管片之间。

[6] 根据权利要求 1所述的带填料的板管蒸发式冷凝冷水机组，其特征在于：所述播水装置为敞开式播水器或密闭承压式播水器，具体结构形式为条缝式播水器、孔板式播水器或孔管式播水器。

[7] 根据权利要求 1〜6任一项所述的带填料的板管蒸发式冷凝冷水机组，其特征在于：为一体式结构，包括有支承框架，所述支承框架内部分为上、下空间，所述带填料的板管蒸发式冷凝器设置于上空间，除带填料的板管蒸发式冷凝器以外的组件设置于下空间内。

[8] 根据权利要求 1〜6任一项所述的带填料的板管蒸发式冷凝冷水机组，其特征在于：所述冷凝器的冷却出风口为横流水平出风口、横流垂直向上出风口、逆流垂直向上出风口或顺流垂直向下出风口。